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[Résumé] White paper de Ethereum

tl;dr : Même résumé, ce white-paper est vraiment énorme. Les plus faignants devraient lire uniquement Pourquoi une nouvelle chaîne ? et Les contrats. L'un décrit la philosophie générale du projet, l'autre est l'innovation la plus impressionnante.
Pourquoi une nouvelle chaîne ?
Le protocole Bitcoin est très bien pour gérer une monnaie. Quand on a voulu implémenter d'autres concepts tels que "colored coins" et "smart property" de façon décentralisée, on a d'abord essayé de le faire en s'appuyant sur la blockchain Bitcoin. C'est la meilleure façon de faire, en informatique et surtout en cryptographie que de réutiliser un maximum de composants éprouvés.
Seulement si le protocole Bitcoin est très bien pour gérer une monnaie, il n'est pas prévu pour être générique. Du coup, implémenter des choses différentes dans la blockchain peut relever du casse-tête et demander de faire des choix discutables pour tout faire fonctionner.
Ethereum propose donc une blockchain prévue pour être générique. Léger en fonctionnalité, l'accent est mit sur la souplesse du protocole. Ainsi, si au départ Ethereum ne fait pas grand chose, il évoluera avec le temps et les idées de chacun.
La blockchain Ethereum
Dans cette partie, nous verront les principales différences entre la blockchain Ethereum et la blockchain Bitcoin.
** Version modifiée de GHOST **
Dans la blockchain Bitcoin, un bloc en suit toujours un et un seul autre. Si deux blocs valides suivent le même bloc, un seul des deux sera retenu dans la chaîne officielle, l'autre sera déclaré orphelin.
Le problème de cette approche est que la puissance de calcul qui a servi à générer le bloc orphelin est purement et simplement perdue. Cela a un impact considérable lorsqu'il y a beaucoup d'orphelins. Hors augmenter la vitesse de création des blocs (un bloc toute les dix minutes pour Bitcoin) augmente le nombre de blocs orphelins, cette augmentation est donc dangereuse pour la sécurité de la chaîne.
GHOST permet de palier à ce problème de puissance de calcul perdu. Ceci en faisant en sorte qu'un bloc référence non seulement son parent, mais aussi les blocs orphelins. Ainsi les orphelins ne sont plus perdus et renforcent, par leur proof of work, la difficulté pour un attaquant de créer une chaine parallèle.
Note : une description plus détaillée de GHOST est disponible en français ici.
La version de GHOST proposée par Etherneum est très légèrement modifiée. Principalement un bloc ne peut plus référencer n'importe quel orphelin de la chaîne, mais seulement les frères de son bloc parent. Ça réduit le rattrapage d'orphelins à un seul niveau, mais ça permet d'éviter que des petits malins s'amusent à miner des orphelins à côté du Genesis bloc là où la difficulté est moindre.
Avec ça l'intervalle entre les blocs sera de 60 secondes et la sécurité devrait être comparable à celle de Litecoin qui propose des blocs espacés de 2 minutes 30.
** La monnaie du réseau **
La monnaie du réseau sera l'ether. Son nom n'est pas le même que celui du protocole pour éviter les confusions comparables à celles qui existent entre le bitcoin (unité de compte) et le Bitcoin (protocole). Toujours pour éviter les polémiques qui remplissent le forum, les sous-unité de l'ether sont déjà nommées (ou presque) 1 ether = 1 000 finney = 1 000 000 szabo = ... = 1 000 000 000 000 000 000 wei. Les noms compris dans le "..." ne sont pas encore définits.
Cette monnaie reste sommaire. Il n'y a pas d'histoire de double signatures, de transactions dans le futur,... Toutes ces choses-là pourront être implémentées dans les contrats que nous verrons plus bas. L'utilité première de cette monnaie est de pouvoir payer les frais de transaction et servir de récompense pour les mineurs assurant la sécurité du réseau.
Dans Bitcoin, il n'y a pas de notion directe de solde à une adresse. Les transactions génèrent des "sorties" qui peuvent être utilisées pour créer de nouvelles transactions. Le solde d'une adresse est donc la somme de la valeur des sorties non dépensées associées à une adresse. Ethereum élimine ce concept que personne ne comprend. Ethereum tient à jour une association "adresse = solde" pour toutes les adresses qui ont plus de zéro ether.
D'un point de vue financier, le projet Ethereum sera crowdfundé (euh... il y a un verbe équivalent en français ?). Ce n'est pas technique comme information, mais ça à son importance pour la répartition des premiers ether. En effet, les investisseurs et le projet lui-même se partageront une somme initiale en ether. Ensuite les mineurs prendront le relais comme créateurs de valeur. Les blocs généreront toujours la même quantité d'ether, ayant deux effets. Premier effet, la valeur initiale acquise par les investisseurs va s'amenuiser peu à peu, il n'y a pas de nombre maximum d'ether jamais créé. L'inflation sera tout de même réduite au fil du temps, si produire 50 pièces quand il y a 50 pièces en circulation crée une inflation de 100%, produire 50 pièces sur 5000 pièces en circulation crée une inflation d'1%.
** Algorithme de Minage **
Bitcoin utilise des hash sha256 pour son proof of work. Demandant au mineur de trouver une valeur d'un champ libre de son bloc telle que le hash du bloc soit suffisamment prêt de zéro. Ce qui est "suffisamment" prêt est réglé par la difficulté. Cette façon de faire pose un problème : les ASIC. Ces machines qui coûtent un bras et rendent n'importe quelle carte graphique as-been on une vilaine tendance à concentrer la puissance de calcul dans les bras des plus riches. Et une puissance de calcul concentrée est mauvaise pour la sécurité.
Une autre façon de faire est d'utiliser Scrypt à la place de sha256 comme algorithme de hash. Scrypt est plus gourmand en mémoire, rendant les ASIC moins efficace comparés aux systèmes généralistes. Seulement Scrypt ne demande que 128 kilo octets de mémoire et les fabricants d'ASIC commencent à arriver à trouver des designs qui valent le coup. On ne peux pas simplement augmenter la mémoire consommée par Scrypt, car c'est une lame a double tranchant. Il faut beaucoup de mémoire pour calculer le proof of work, mais il en faut autant pour vérifier le proof of work. Demander a tous les noeuds du réseau de disposer autant de mémoire qu'un laptop moderne pourrait faire sauter beaucoup de raspberry-pi.
Pour pallier aux problèmes de Scrypt, Ethereum utilisera un autre algorithme de minage (pas basé sur du brute forçage de hash) nommé Dagger qui devrait prendre 100 Mega octets de mémoire pour générer le proof of work, mais seulement 100 Kilo octets pour le vérifier.
** Transactions **
Une transaction contient l'adresse du receveur, le nombre d'ether transférée, des données arbitraires et une signature. L'adresse de l'expéditeur peut-être déterminée depuis la signature.
La partie la plus intéressante c'est la présence de données arbitraires. On peut y metre ce qu'on veut (si j'ai bien compris). Le protocole définit son utilisation pour créer les contrats... Que nous verrons très vite.
Une autre chose à noter, il n'y a aucun moyen de préciser les frais de transactions. Ceux-ci sont déduit automatiquement et la transaction ne sera valide que si l'adresse source a assez de fond pour payer la valeur et les frais. Les frais de transactions auront le droit a leur propre paragraphe.
Les contrats
Les contrats sont des agents virtuels dans le réseau. Ils ont une adresse avec laquelle ils peuvent emmètre et recevoir des ether, un programme qui est activé quand le contrat reçoit une transaction, un espace mémoire volatile pour faire ses calculs (une espèce de mémoire vive) et un espace mémoire persistant pour y stocker des données entre deux activations.
Le programme est écrit dans un langage spécifique, étudié pour les spécificités d'Ethereum. Ce langage est Turing-complet, c'est-à-dire qu'il dispose d'une entrée, d'une sortie et permet de résoudre à peu près n'importe quel problème. Ses entrées sont principalement les fameuses données arbitraires des transactions qu'il reçoit et sa sortie est l'espace mémoire persistant. En plus de ça, le langage permet d'envoyer des transactions et d'inspecter la blockchain.
Pour illustrer ce que les contrats peuvent faire, dans le white-paper vous pourrez trouver plein d'exemples d'implémentations simplistes de problèmes courrants. Il y a une monnaie alternative, un produit dérivé financier, une émulation de Namecoin (pas simpliste, vraiment minimaliste) et plein d'autres embryons d'idées.
Pour créer un contrat, on doit envoyer une transaction sans adresse de destination, contenant le code du programme. L'adresse du contrat est déterminée à partir du hash de la transaction qui l'a créé. C'est à cette adresse qu'il faut envoyer des transactions quand on veut activer le programme.
Les frais de transaction
Dans Bitcoin les frais de transaction sont optionnels, au pire la transaction est rejetée ou délayée longtemps. Dans Ethereum, autoriser de ne pas mettre de frais de transaction serait infaisable. Les agents exécutent des programmes Turing-complet, si un de ces programmes faisait une boucle infini gratuitement, il mettrait a genoux le réseau en un rien de temps.
Bilan, des frais de transaction en dur et non-négociables. Il y a des frais différents pour à peu prêt tout, de l'envoie d'une transaction a l'exécution d'une ligne de code par un agent. Pour que ces frais s'ajustent avec le temps ils se basent sur un frai de base qui change en fonction de la difficulté. Plus la difficulté est grande, plus le frai de base est petit. Ainsi, si le court (en bourse) de l'ether augmente, les mineurs sont incités à ajouter plus de puissance de calcul et les frais diminuent pour compenser l'augmentation de la valeur de l'ether. Au contraire si le court diminue et que des mineurs se retirent, les frais augmentent puisque l'ether à moins de valeur.
Quelques références :
Elles sont toutes en anglais.
submitted by JeanBono to BitcoinFrance [link] [comments]

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